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近年来,各专业领域用户对于行业集群通信的需求日益增多,集群通信方便、快捷和信道资源共享等特点使其迅速发展。数字集群通信具备兼容性、开放性、保密性强、频谱利用率高等特点成为集群通信的发展趋势和研究热点,但其投资成本高。因此研究具有低成本、便携性和实用性的集群通信系统具有非常重要的意义。
本文在学习GPRS系统原理、体系结构和GPRS核心网业务的信令流程基础上,深入研究了GPRS系统的网络结构、网络接口和GPRS网络单元和接口,包括网络单元有分组控制单元PCU(Packet Control Unit)、GPRS服务支持节点SGSN(Serving GPRS Support Node)和网关GPRS支持节点GGSN(Gateway GPRS SupportNode)。
进行GPRS系统整体设计。遵循3GPP标准,首先对GPRS系统整体框架和系统模块单元架构进行了设计,并在通用CPU上集成设计实现了GPRS基站系统,主要包含PCU、SGSN、GGSN三个核心模块、GPRS移动性和会话管理功能的信令流程和网络整体配置,该系统具有通用性和高效性等特点,可大大节省系统的硬件资源,降低系统能耗。由于GTP协议不支持SGSN与GGSN在同一PC机上运行GTP实体,本文对GTP协议中用户面与数据面的通信端口重新进行设计和实现,提高了系统的可移植性。在GGSN网关实现中,增加了IP回收机制,通过使用IP回收池提高了IP资源可利用性。
最后搭建了基于通用CPU的GPRS测试实验平台,对GPRS系统进行了模块测试和集成测试,检测每个模块和重要信令流程的正确性和鲁棒性。测试结果表明移动终端可通过GPRS与Internet进行通信,并通过多次重复性测试验证了系统的稳定性。
今后可着重开发GPRS系统中的IP业务,使其可以支持多领域的业务,在集群通信中有更好的应用和发展前景。